パソコンの“頭脳”CPUとは?レジスタからマルチコアまで図解でスッキリ!

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パソコンの“頭脳”CPUとは?レジスタからマルチコアまで図解でスッキリ! ITパスポートゆるっと勉強帳

「CPUはパソコンの“頭脳”です」と聞いたことはありませんか?
でも実際に、CPUの中で何が行われているのかは、なんとなくイメージしづらいかもしれません。

この記事では、CPUの中身や働き、関連する用語(レジスタ、クロック周波数、マルチコア、GPU)を、図解を交えてゆるっと解説していきます!


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レジスタ

一言でいうと:CPUの“超近くにあるメモ帳”

  • 計算に必要なデータや命令を一時的に保存する超高速な記憶領域
  • 主記憶(メモリ)よりも近くて速い!
  • 命令の実行や結果の一時保管に使われる

クロック周波数(Hz)

一言でいうと:CPUの“テンポ・速さ”を表す数値

  • 単位は「Hz(ヘルツ)」
  • 1Hz=1秒間に1回の処理テンポ
  • 3GHzなら1秒間に30億回、動作しているイメージ

マルチコアプロセッサ

一言でいうと:CPUの中に“複数の頭脳”がいる!

  • 従来は1つだったCPUコア(処理ユニット)を複数搭載
  • デュアルコア:2つのコア
    クアッドコア:4つのコア
    → 複数の処理を並行して実行できる(マルチタスクに強い)

GPU(Graphics Processing Unit)

一言でいうと:画像や映像に特化した“絵の得意なCPU”

  • 映像処理、3Dゲーム、AIなどで活躍
  • 最近では、GPUがAIの学習処理にも使われている

よくある質問(FAQ)

Q
CPUとGPUの違いは何ですか?
A

CPUは汎用的な計算処理全般を担当し、GPUは画像や映像などの並列処理が得意な専用プロセッサです。

Q
クロック周波数が高ければ速いってこと?
A

基本的には「処理速度が速い」といえますが、コア数や設計によって性能は変わるため、一概に「Hzだけ」で判断できません。

Q
マルチコアとマルチプロセッサの違いって?
A

マルチコア:1つのCPUの中に複数のコア
マルチプロセッサ:複数のCPUを搭載した構成です。

練習問題

Q1. レジスタの特徴として正しいものはどれ?
A. データを長期間保存する
B. 画像を圧縮する
C. 高速にデータを一時保存する
D. 電源を制御する

正解:

C
→ レジスタはCPU内部にある超高速な一時記憶装置です。


Q2. クロック周波数3GHzの意味として正しいものはどれ?
A. 1秒間に3万回の命令を処理
B. 1秒間に3億回の命令を処理
C. 1秒間に30億回の命令を処理
D. 1秒間に3回だけ命令を処理

正解:

C
→ 1GHz=10億回、なので3GHzは30億回です。


Q3. クアッドコアプロセッサの説明として最も適切なものはどれ?
A. 4枚のメモリを搭載したパソコン
B. 1つのCPUに4つのコアを持つ構成
C. 4台のサーバを接続する仕組み
D. 4つのモニターを同時表示する機能

正解:

B
→ クアッド=4つ、コアが4つ入ったCPUを指します。

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